首钢烧结矿还原动力学

采用热重法在1173～1373 K、全CO气氛条件下,对首钢烧结矿进行还原动力学实验,确定了还原反应的表观活化能,进而推断在还原反应的前期烧结矿还原速率均由界面反应控制,还原反应后期的控制环节为固相扩散.分别由未反应核模型和固相反应动力学模型,分段给出不同温度下控制环节突变的时间点;通过动力学公式计算,得出不同温度下的反应速率常数和固相扩散系数.利用光学显微镜观察了烧结矿在各还原阶段的微观形貌,验证了烧结矿还原动力学的机理,同时也证明了扩散控制阶段使用体积缩小的未反应核模型与实际情况是吻合的.     

冶金反应过程动力学的分段尝试法

冶金反应工程学属于一门独立的学科,需要建立自己的一套研究反应动力学的新方法。为了避免与冶金物理化学的方法和内容的重叠,本文提出分段尝试法可作为研究冶金反应过程动力学的新方法。依据反应过程特点,建立相应动力学模型进行拟合尝试,能够得到该过程控制环节转换时间点以及动力学参数,为冶金模拟提供必要的物性参数。由于在实际冶金反应过程中,化学反应过程和质量传输过程的耦合是客观存在的,化学反应控制时质量传输也发生;同理,质量传输控制时也有化学反应。因此,提出通过引用不可逆过程热力学唯象理论来确定出化学反应和扩散控制的两种通量之间的影响,从而进一步完善分段尝试法。     

采用分段法研究含镁球团等温还原过程动力学

为了研究Mg O添加剂对球团矿还原行为的影响以及确定还原反应过程动力学机理,采用球团矿的等温还原标准检验方法,测定3种不同含镁球团的还原性能,考察还原度与还原速率的变化情况。采用分段法对其还原反应过程动力学进行分析,确定反应过程前期和后期不同的动力学机理函数积分式,进而通过建立动力学模型,计算不同阶段的反应速率常数。研究结果表明:前期还原过程反应速率常数受镁含量影响较大,而后期浮氏体还原过程的反应速率常数则受镁含量的影响不大。     

烧结矿应用于化学链燃烧的反应特性

本文通过热重实验研究了烧结矿作为载氧体的H2还原反应特性,将其与通过溶解法制备的Fe2 O3/Al2 O3载氧体进行了氧化还原反应性比较,在500~1250℃范围内研究了温度对于烧结矿还原反应过程的影响,在950℃下进行了30次循环反应实验,采用四种模型进行了反应动力学分析.结果表明,烧结矿的H2还原转化率大于80%,可以完全再氧化,并具有良好的循环反应性能.在500~950℃范围内,随温度升高还原反应速率及最终转化率都显著增加;而当温度高于1100℃时,在反应后期还原反应速率和最终转化率有下降的趋势.在500~950℃范围内,对烧结矿的还原过程第一反应阶段( Fe2 O3-Fe3 O4/FeO,还原转化率<25%)可采用二阶反应模型( M2)拟合,得到表观活化能为E=36.018 kJ·mol-1,指前因子为A0=1.053×10-2 s-1;第二反应阶段(Fe3O4/FeO-Fe,还原转化率>25%)采用收缩核模型(M4)拟合,得到的表观活化能为E=51.176 kJ·mol-1,指前因子为A0=1.066×10-2 s-1.     

铁矿-煤球团反应过程动力学及模型

根据铁矿煤球团在升温和恒温热重实验时的失重率主要与其被加热到的温度有关的实验结果,建立了铁矿煤球团反应过程模型,还原过程用失重率的一级反应表示时,建立了铁矿煤球团还原动力学方程·该方程与升温和恒温实验结果具有较好的相关性·应用此方法,一次升温实验结果即可确定反应模型参数·随着球团温度升高,反应过程可以分为613K以下挥发分的快速析出阶段、613～973K挥发分的缓慢析出阶段以及已裂解挥发分和固定碳的还原阶段     

分段尝试法研究半焦/CO2气化反应过程动力学

为了深入了解半焦与CO2的气化反应过程动力学,本文通过不同升温速率下的非等温实验,确定在不同阶段下富鼎半焦与CO2的气化机理.采用分段尝试法研究富鼎半焦与CO2气化反应过程动力学,确定反应过程前期与后期的机理函数分别为f(α)=(1-α)[1-ψln(1-α)]1/2和f(α)=(3/2)[(1-α)-1/3-1]-1,从而建立相应动力学模型,计算反应过程不同阶段的动力学参数.通过对不同阶段的动力学模型进行数据拟合,实验数据与模型吻合较好,相关系数都大于0.98.最后,根据求得的动力学参数,确定不同升温速率下活化能的补偿效应,即活化能与指前因子的关系式.     

硅灰改性沥青老化动力性能研究

文章通过旋转薄膜老化试验,研究了基质沥青和硅灰改性沥青在不同老化温度和老化时间下软化点的变化规律,并以软化点为参数建立了硅灰改性沥青的老化动力学模型。结果表明:与基质沥青相比,硅灰改性沥青的软化点随着老化温度和老化时间变化的变化率更低;以软化点为参数建立的老化动力学方程能较好地表征硅灰改性沥青的老化过程。     

采用函数替换方法建立导弹准线性化模型

为了建立导弹准线性化模型,将导弹动力学描述为状态空间形式;采用函数替换方法将导弹的非线性动力学描述为关于特定时变参数的函数的线性组合形式;以整个设计区间内模型参数变化范围最小为优化目标,采用线性规划优化算法确定了所选网格点上的模型参数.由于在模型生成过程中没有做线性化近似,所建立的准线性参数时变(准LPV)模型能够准确描述导弹系统的非线性动力学特性.所建立模型的正确性通过数学仿真得到了验证.     

肌钙蛋白C-肌钙蛋白Ⅰ亲和层析动力学的模型

肌钙蛋白（Ｔｎ）Ｉ有着极强的心肌特异性,心肌肌钙蛋白是唯一存在于心肌细胞中的异构体,可以通过检测患者血液中的心肌ＴｎＩ含量来确诊急性心肌梗塞。根据在钙离子存在下,ＴｎＣ和ＴｎＩ特异结合的特性,可以利用亲和层析提取纯化ＴｎＩ。根据ＴｎＩ从亲和层析柱的穿透曲线,对Ａｒｎｏｌｄ等人提出的孔内扩散模型进行了分析,证明孔内扩散过程不是此亲和层析过程中的限速步骤。在缓冲液体系（ｐＨ８．０）中,提出了包括以一个正向二级、逆向一级来描述ＴｎＣ—ＴｎＩ反应速率方程,并用实验验证了该模型的正确性,从而首次阐明了ＴｎＣ—ＴｎＩ提取纯化体系的动力学机制,揭示了该过程的限速步骤为ＴｎＣ—ＴｎＩ反应过程。     

岩白菜素在兔子体内药物代谢动力学

 建立一种简单快速测定兔子血浆中岩白菜素含量的高效液相色谱法,并对岩白菜素在兔子体内的药代动力学过程进行了研究.将血浆样品经乙酸乙酯提取后,进行高效液相色谱法分析,以甲醇-水(体积比22:78)为流动相,测定不同采血时间点兔子血浆中的岩白菜素浓度,采用PKS程序拟合出岩白菜素在兔子体内代谢的动力学参数.实验结果表明,岩白菜素在兔子血浆中的代谢过程符合二室开放模型特征,是一种吸收快、消除快的药物.该测定方法操作简便、快速,实验得到的一系列药代动力学参数,为岩白菜素的临床用药提供依据.     

Isothermal reduction kinetics and mineral phase of chromium-bearing vanadium-titanium sinter reduced with CO gas at 873-1273 K

Reduction of chromium-bearing vanadium-titanium sinter (CVTS) was studied under simulated conditions of a blast furnace, and thermodynamics and kinetics were theoretically analyzed. Reduction kinetics of CVTS at different temperatures was evaluated using a shrinking unreacted core model. The microstructure, mineral phase, and variation of the sinter during reduction were observed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and metallographic microscopy. Results indicate that porosity of CVTS increased with temperature. Meanwhile, the reduction degree of the sinter improved with the reduction rate. Reduction of the sinter was controlled by a chemical reaction at the initial stage and inner diffusion at the final stage. Activation energies measured 29.22-99.69 kJ/mol. Phase transformations in CVTS reduction are as follows:Fe₂O₃→Fe₃O₄→FeO→Fe; Fe₂TiO₅→Fe₂TiO₄→FeTiO₃; FeO·V₂O₃→V₂O₃; FeO·Cr₂O₃→Cr₂O₃.     

SiCp/Al复合材料界面反应研究现状

界面反应研究是碳化硅颗粒增强的铝基复合材料研发中的重要研究方向.各国研究者分别从界面反应规律、影响因素、控制途径等方面展开研究.界面反应规律方面研究了Al合金液与SiC颗粒可能存在的界面化学反应、界面反应过程和界面反应模型、界面上的相等;界面反应影响因素方面研究了界面反应与制备工艺过程、参数的关系;界面反应有效控制途径方面研究了、基体合金化、SiC颗粒表面处理、工艺选择与工艺参数控制等.今后的界面反应研究方向为:界面精细结构的研究;界面反应的化学热力学及动力学研究等.     

富氧率对钒钛磁铁矿球团还原行为的影响

模拟研究了不同富氧率条件下钛磁铁矿氧化球团的还原过程.通过扫描电镜观察钒钛磁铁矿球团还原过程中的微观结构变化,结合能谱仪研究分析了还原过程中产物的分布变化.结果表明,富氧率的提高对还原度和还原速率提高有明显促进作用.还原过程中钛铁分离伴随着Al元素向高钛矿中迁移富集,最终Al与Ti原子数比为1∶3,Al很可能与钛铁氧化物固溶,形成某种复合化合物并导致球团矿还原难度增加.运用三种不同模型对球团矿还原过程对比分析,发现混合模型可以很好地表征球团矿不同阶段的还原过程.利用混合模型计算得出球团矿还原过程的动力学参数.结果表明,随着富氧率的升高,球团矿还原活化能逐渐降低,从不富氧到富氧79%条件下,活化能由26.5 k J/mol降低到19.68 k J/mol,活化能的降低增加了相同条件下活化分子的数量,提高了反应速率,有利于球团矿在较低还原温度条件下快速反应.     

磷石膏制备硫酸铵反应动力学研究

以磷石膏和碳酸铵为原料制备硫酸铵 ,对反应过程的动力学进行了研究。按照收缩未反应芯模型导出了化学反应控制的模型方程 ,并确定了化学反应控制步骤的实验条件。在化学反应控制条件下进行实验研究 ,结果表明反应过程符合收缩未反应芯模型。测定了反应级数和反应活化能 ,建立了反应动力学方程。     

氧化亚铁颗粒氢还原过程的结构演变

采用热重法实验研究了773~1273 K氧化亚铁的等温氢还原动力学,发现873 K温度以上,反应动力学曲线有明显转折,说明反应机理发生了变化.在973~1073 K的温度范围,出现了反常的温度效应,即反应速率随温度升高而减小.为讨论产物结构对反应动力学的影响,分别对不同温度的反应产物,以及一定温度不同还原状态(不同反应时间)的产物进行形貌观察.结果显示,随着反应温度升高,还原产物表面的孔洞增多,枝状特征显著增加,而973 K和1023 K时表面的烧结现象明显.一定温度下,随着反应进行,表面的孔洞增多,并逐渐出现烧结.973 K和1023 K温度条件下反应产物大体保留原来的大颗粒外形,而1173 K时还原2 min开始,就大量出现枝状产物,并逐渐烧结.结合产物形貌变化和反应动力学曲线,反应前期为界面化学反应控速,随着反应进行,还原的金属铁发生烧结现象,致密的结构阻碍了产物气体向外扩散,反应控速环节转变为产物气体的外扩散,还原速率也随之降低.     

计算机模拟对峙化学反应动力学过程

对峙反应动力学过程，其实质是一个求解一阶常微分方程的过程。文章采用Visual Basic6．0语言，用四阶龙格一库塔法求解。开发了其化学反应动力学过程的软件，其功能是根据设定的参数计算出反应过程中各反应物质浓度随时间的变化情况，可以直观地看到该反应动力学曲线，并可输出计算结果和图形。     

Fe2O3-SiO2体系深度还原过程动力学

采用等温法和非等温法,分析了Fe2O3-SiO2体系深度还原过程的动力学.等温法试验表明,在一定范围内升高还原温度,有利于焦炭气化反应的进行,进而增加反应的还原度和还原速率.等温法确定的Fe2O3-SiO2体系深度还原反应符合Avrami-Erofeev模型,金属铁颗粒的成核及长大是还原过程的限制性环节,反应的表观活化能为23533kJ/mol,指前因子为322×107min-1.非等温法试验表明,该体系深度还原反应在温度达到400℃之后开始发生,700℃之后还原反应速度加快,最终反应趋于平衡.非等温法确定的主要反应阶段的表观活化能为23866kJ/mol,指前因子为104×107min-1.     

烧结机尾断面图象的特征提取

通过对带式烧结机烧结过程变化与机尾断面图象之间关系的分析，提取了断面图象的一次特征，并确立了基于过程机理的一次特征提取方法，在此基础上又进行了二次特征提取，所提取的二次特征能够从４个方面对烧结过程进行定量描述     

基于动力学参数的火驱效果影响分析

火驱的高驱油效率主要得益于化学反应过程中放出大量的热,随着对燃烧理论的认识不断加深,火驱越来越受到人们关注,而化学反应动力学参数对火驱的工程计算就显得尤为重要。基于原油氧化实验结果,利用油藏数值模拟软件(CMG),建立火驱模型,研究火驱中各反应的反应速率,结合Arrhenius方程分析原油氧化动力学参数的改变对火驱效果的影响。研究发现活化能对焦炭燃烧的影响较大,从而影响了火驱效果,而指前因子对裂解反应的影响在一定程度上改变了火驱效果,这为提高点火成功率、设计火驱方案、认识火驱状态及调整火驱效果提供了理论依据。